具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

本申请实施例提供的基于主从站的通信方法，应用于基于主从站的通信系统，图1为本申请实施例提供的一种基于主从站的通信系统的结构示意图；如图1所示，该系统包括：至少一个主站10、至少一个主站串行通信代理模块20、以太网交换模块30、至少一个从站串行通信代理模块40和至少一个从站50。

其中，每个主站10和每个主站串行通信代理模块20通过串行通信接口连接，每个从站串行通信代理模块40和每个从站50通过串行通信接口连接，每个主站串行通信代理模块20和以太网交换模块30通过以太网接口连接，每个串行通信代理模块40和以太网交换模块30通过以太网接口连接。

主站10向主站串行通信代理模块20发送原始硬件数据帧，主站串行通信代理模块20对原始硬件数据帧进行解析后确定原始硬件数据帧的类型，并将原始硬件数据帧封装为以太网数据帧，将以太网数据帧通过以太网接口发送给以太网交换模块30，以太网交换模块30根据以太网数据帧中封装的从站以太网地址以及对应的类型，将以太网数据帧通过对应的以太网接口发送给对应的从站串行通信代理模块40，从站串行通信代理模块40从以太网数据帧中提取原始硬件数据帧，并通过串行通信接口发送给对应的从站50。

可选的，以太网交换模块30可以部署在核心网的用户面功能（User PlaneFunction，UPF）中，也可以与用户面功能分开部署，当以太网交换模块30部署在核心网的用户面功能中时，可直接通过用户面功能完成以太网数据帧的转发，以太网数据帧不会向外部数据网络转发；当以太网交换模块30部署在核心网的用户面功能之外时，用户面功能将以太网数据帧转发给位于外部数据网络中的以太网交换模块30，通常通过隧道进行转发。

在一种可选实施方式中，当原始硬件数据帧的类型为单播数据帧时，从站需要基于接收到的数据帧进行应答。

从站50基于接收到的原始硬件数据帧向从站串行通信代理模块40发送应答数据帧，从站串行通信代理模块40将应答数据帧封装为以太网应答数据帧，将以太网应答数据帧通过以太网接口发送给以太网交换模块30，以太网应答数据帧中的目的地址为从站串行通信代理模块40接收到的以太网数据帧的主站以太网地址，以太网交换模块30根据目的地址中记录的主站以太网地址，确定主站串行通信代理模块20连接的以太网接口的编码，根据编号将以太网应答数据帧发送给主站串行通信代理模块20，主站串行通信代理模块20从以太网应答数据帧中提取应答数据帧，并将应答数据帧发送给主站10。

在上述实施例的基础上，图2(a)为本申请实施例提供的第一种主站串行通信代理模块的部署示意图，图2(b)为本申请实施例提供的第二种主站串行通信代理模块的部署示意图。

如图2(a)所示，主站串行通信代理模块20部署在终端内，主站串行通信代理模块20的以太网接口和以太网交换模块30的以太网接口通信连接；如图2(b)所示，主站串行通信代理模块20部署在终端外，主站串行通信代理模块20的以太网接口与终端通信连接，终端和以太网交换模块30的以太网接口通信连接。需要说明的是从站、从站串行通信代理模块和终端之间也可以采用这两种部署方式，在此不做赘述。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，应用于上述图1所示的通信系统中的主站串行通信代理模块20，图3为本申请实施例提供的第一种基于主从站的通信方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括：

S21：对主站不同类型的原始硬件数据帧进行封装，得到以太网数据帧。

具体的，主站串行通信代理模块通过串行接口与主站连接，以接收主站发送的原始硬件数据帧，根据原始硬件数据帧中携带的从站硬件地址确定原始硬件数据帧的类型，并确定对应的从站以太网地址，对主站的原始硬件数据帧进行封装，得到以太网数据帧，其中，以太网数据帧的源地址为主站以太网地址、目的地址为从站以太网地址，从站以太网地址，类型包括：广播数据帧和单播数据帧，从站以太网地址为广播以太网地址或单播以太网地址。

需要说明的是，由于本申请实施例提供给的通信系统中与以太网交换模块直接通信连接的是主站串行通信代理模块和从站串行通信代理模块，而不是主站和从站，且每个主站对应连接一个主站串行通信代理模块，每个从站也对应连接一个从站串行通信代理模块，主站和从站之间通信时，只需要知道主站串行通信代理模块的地址和从站串行通信代理模块的地址即可，因此本申请实施例中所涉及的主站以太网地址均为主站串行通信代理模块的以太网地址，而非主站的以太网地址，同样的，从站以太网地址也均为从站串行通信代理模块的以太网地址，而非从站的以太网地址，本申请全文以主站以太网地址表示主站串行通信代理模块的以太网地址，以从站以太网地址表示从站串行通信代理模块的以太网地址。

示例的，表1为本申请实施例提供的原始硬件数据帧的格式，如表1所示，原始硬件数据帧包括地址字段、功能码字段、数据字段和差错校验字段，其中，地址字段只含有从站硬件地址，主站没有地址，且该从站硬件地址在串行通信总线上是唯一的，有效的从站硬件地址为0-247，其中0为广播地址，主站通过将从站硬件地址封装在原始硬件数据帧的地址字段来寻址从站，当从站对主站进行应答时，将从站硬件地址封装在应答数据帧的地址字段，以便主站知道所响应的从站。

表1 原始硬件数据帧的格式

示例的，表2为本申请实施例提供的一种以太网数据帧的格式，以太网数据帧的格式为：6个字节的目的地址、6个字节的源地址，2个字节的协议类型，以及不定长度的原始硬件数据帧，协议类型字段采用一个固定的值标识，以标识数据帧需要采用何种协议进行处理，如0x8888，标识数据帧采用Modbus串行通信协议进行处理，主站串行通信代理模块20和从站串行通信代理模块40只处理该协议类型的数据帧，其他协议类型的数据帧将被丢弃。

需要说明的是，本申请实施例提供的通信方法为基于Modbus通信的方法，主站发送的原始硬件数据帧为Modbus数据帧，Modbus数据帧的地址字段的地址类型为Modbus地址，以太网数据帧的目的地址字段和源地址字段的地址类型为MAC（Media AccessControl，媒体访问控制）地址。

表2 以太网数据帧的格式

在一种可选实施方式中，根据原始硬件数据帧以及预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系，将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为从站以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。

具体的，主站串行通信代理模块接收主站发送的原始硬件数据帧，原始硬件数据帧中包括主站需要进行通信的从站硬件地址，主站串行通信代理模块通过自主学习的方式预先存储了多个从站硬件地址和以太网地址之间的从站映射关系，根据原始硬件数据帧中地址段携带的从站硬件地址，在从站映射关系查找对应的从站以太网地址，将该从站以太网地址、主站串行通信代理模块的主站以太网地址、协议类型以及原始硬件数据帧共同封装成以太网数据帧。

示例的，若从站硬件地址为0，则表示原始硬件数据帧为广播数据帧，若从站硬件地址不为0，则表示原始硬件数据帧为单播数据帧，若从站映射关系中存在与该从站硬件地址对应的从站以太网地址，则表示原始硬件数据帧为已知目的单播数据帧，若从站映射关系中不存在与该从站硬件地址对应的从站以太网地址，则表示原始硬件数据帧为未知目的单播数据帧。

S22：将以太网数据帧发送至以太网交换模块，以使得以太网交换模块根据从站以太网地址将以太网数据帧发送给对应的从站串行通信代理模块。

具体的，主站串行通信代理模块与以太网交换模块通过以太网接口连接，以将以太网数据帧发送给以太网交换模块，以使得以太网交换模块根据从站以太网地址，将以太网数据帧通过以太网接口发送给从站以太网地址对应的从站串行通信代理模块，若为广播数据帧或未知目的单播数据帧，以太网数据帧的目的地址为广播以太网地址，则发送给所有的从站串行通信代理模块，若为已知目的单播数据帧，以太网数据帧的目的地址为单播以太网地址，则发送给从站以太网地址对应的唯一从站串行通信代理模块。

需要说明的是，以太网交换模块中预先存储有从站以太网地址和从站以太网接口的映射关系，若以太网交换模块根据以太网数据帧中的单播以太网地址未查找到对应的从站以太网接口，同样将以太网数据帧发送给所有从站以太网接口所连接的从站串行通信代理模块。一般情况下，在以太网交换模块初始启动或重启之后，以太网交换模块中没有从站以太网地址和从站以太网接口的映射关系，通过从站串行通信代理模块向以太网交换模块转发从站的数据帧，以使得以太网交换模块自主学习并存储从站以太网地址和从站以太网接口的映射关系。

本申请实施例提供的主从站的通信方法，对主站的原始硬件数据帧进行封装，得到以太网数据帧，将以太网数据帧发送至以太网交换模块，以使得以太网交换模块对以太网数据帧进行解析，确定从站以太网地址，并根据从站以太网地址以及对应的类型，将以太网数据帧发送给对应的从站串行通信代理模块，其中，类型包括：广播数据帧、已知目的单播数据帧、未知目的单播数据帧。本申请实施例通过主站串行通信代理模块将广播或单播类型的原始硬件数据帧封装为以太网数据帧，即可通过以太网交换模块实现广播或单播通信，无需对主站的广播或单播通信方式进行配置，简化了通信的工作量，避免了主从站部署过程中出错。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，图4为本申请实施例提供的第二种基于主从站的通信方法的流程示意图，如图4所示，上述封装以太网数据帧的过程包括：

S211：对原始硬件数据帧进行解析，获取原始硬件数据帧的类型。

具体的，主站串行通信代理模块从原始硬件数据帧的地址字段中提取从站硬件地址，根据该从站硬件地址确定原始硬件数据帧的类型。若从站硬件地址为广播硬件地址，则原始硬件数据帧为广播数据帧，若从站硬件地址为单播硬件地址，则原始硬件数据帧为单播数据帧。

S212：若原始硬件数据帧为广播数据帧，则将原始硬件数据帧的从站硬件地址转换为广播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。

具体的，若原始硬件数据帧为广播数据帧，则确定从站硬件地址对应的从站以太网地址为广播以太网地址，将该广播以太网地址作为以太网数据帧的目的地址进行封装。以太网交换模块解析到的以太网数据帧的目的地址为广播以太网地址，则将以太网数据帧通过以太网接口发送给与以太网交换模块连接的所有从站串行通信代理模块。示例的，若原始硬件数据帧的地址字段为0，则原始硬件数据帧为广播数据帧，封装得到的以太网数据帧中的目的地址为广播以太网地址，即0xFFFFFFFFFFFF。

本申请实施例提供的基于主从站的通信方法，对原始硬件数据帧进行解析，获取原始硬件数据帧的类型，若原始硬件数据帧为广播数据帧，则将原始硬件数据帧的从站硬件地址转换为广播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。本申请实施例通过主站串行通信代理模块将原始硬件数据帧封装为广播的以太网数据帧，即可通过以太网交换模块实现广播通信，无需对主站的广播通信方式进行配置，简化了通信的工作量，避免了主从站部署过程中出错。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，图4所示，上述封装以太网数据帧的过程还包括：

S213：若原始硬件数据帧为单播数据帧，根据原始硬件数据帧以及预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系，匹配单播数据帧中从站硬件地址对应的以太网地址。

具体的，若原始硬件数据帧为单播数据帧，主站串行通信代理模块根据原始硬件数据帧中的从站硬件地址，根据从站映射关系进行从站以太网地址的匹配。

S214：若匹配到，则将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为匹配到的单播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。

具体的，若主站串行通信代理模块根据从站映射关系对从站硬件地址匹配到对应的单播以太网地址，则原始硬件数据帧为已知目的单播数据帧，将匹配到的单播以太网地址作为以太网数据帧的目的地址，封装生成以太网数据帧，以太网交换模块将以太网数据帧发送给从站以太网地址对应的从站串行通信代理模块。

S215：若未匹配到，则将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为广播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。

具体的，若主站串行通信代理模块根据从站映射关系对从站硬件地址未匹配到对应的以太网地址，则原始硬件数据帧为未知目的单播数据帧，采用广播以太网地址作为以太网数据帧的目的地址，封装生成以太网数据帧，以太网交换模块将以太网数据帧发送与以太网交换模块通信连接的所有从站串行通信代理模块。

示例的，若原始硬件数据帧的地址字段为1-247中的任一个，则原始硬件数据帧为单播数据帧，表3为本申请实施例提供的部分从站硬件地址和以太网地址的从站映射关系，从站硬件地址所对应的从站以太网地址会根据与从站连接的从站串行通信代理模块的变更而发生变化，并不是固定的，表3只是本申请实施例提供的一种便于理解的示例。

表3 部分从站硬件地址和以太网地址的从站映射关系

需要说明的是，根据广播数据帧和未知目的单播数据帧封装的以太网数据帧虽然其目的地址都是广播以太网地址，但根据广播数据帧封装的以太网数据帧中的数据帧为广播数据帧，根据未知目的单播数据帧封装的以太网数据帧中的数据帧为单播数据帧。

本申请实施例提供的基于主从站的通信方法，对原始硬件数据帧进行解析，获取原始硬件数据帧的类型，若原始硬件数据帧为单播数据帧，根据原始硬件数据帧以及预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系，匹配单播数据帧中从站硬件地址对应的以太网地址，若匹配到，则将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为匹配到的从站以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧，若未匹配到，则将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为广播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。本申请实施例通过主站串行通信代理模块即可识别原始硬件数据帧为已知目的单播数据帧还是未知目的单播数据帧，以便通过以太网交换模块实现未知单播和已知单播，无需通过对主站进行单播配置即可实现单播，简化了通信的工作量，避免了对主站进行单播通信部署过程中出错。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，图5为本申请实施例提供的第三种基于主从站的通信方法的流程示意图，如图5所示，若原始硬件数据帧为单播数据帧，该方法还包括：

S23：接收以太网交换模块转发的以太网应答数据帧。

具体的，以太网应答数据帧为从站串行通信代理模块基于从站的应答数据帧进行封装得到的，以太网应答数据帧的格式与以太网数据帧的格式相同，其中，以太网应答数据帧中的从站以太网地址为答复应答数据帧的从站对应连接的从站串行通信代理模块的以太网地址，以太网应答数据帧的目的地址为主站以太网地址，该主站以太网地址为从站串行通信代理模块接收到以太网数据帧后从以太网数据帧中提取并保存的源地址字段的主站以太网地址。

基于前文记载，以太网交换模块接收以太网数据帧后，需要从以太网数据帧中解析出源地址字段存储的主站串行通信代理模块的主站以太网地址，将主站以太网地址和以太网交换模块与主站串行通信代理模块连接的以太网接口的映射关系进行存储，当以太网交换模块接收到从站串行通信代理模块发送的以太网应答数据帧之后，根据接收以太网数据帧时存储的主站以太网地址和以太网接口的主站映射关系，从主站映射关系中查找以太网应答数据帧中的主站以太网地址对应的以太网接口，确定以太网接口后，以太网交换模块通过该以太网接口将以太网应答数据帧转发给对应的主站串行通信代理模块。

S24：对以太网应答数据帧进行解析，获取以太网应答数据帧的源地址。

具体的，主站串行通信代理模块从以太网应答数据帧中获取以太网应答数据帧的源地址字段存储的从站以太网地址，从以太网应答数据帧的数据帧字段提取应答数据帧，并从应答数据帧的地址字段获取从站硬件地址。

S25：根据以太网应答数据帧的源地址，对预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系进行更新。

具体的，基于上述S24得到从站以太网地址和从站硬件地址后，若预先存储的从站映射关系中没有该从站硬件地址和从站以太网地址的映射关系，则对该从站硬件地址和从站以太网地址的映射关系存储进行存储；若从站硬件地址和从站以太网地址的映射关系与预设存储的从站映射关系不一致，则对主站串行通信代理模块中存储的从站映射关系进行替换。

需要说明的是，上述S23-S25的从站应答过程仅针对原始数据帧为单播数据帧的情况，根据广播协议规定，广播数据帧只需要发送给所有从站即可，无需从站对此进行应答。针对未知目的单播数据帧，虽然对应的以太网数据帧的目的地址为广播以太网地址，但是从站仍然可以在从站串行通信代理模块提取的原始硬件数据帧中确定该原始硬件数据帧为单播数据帧，从站接收到该原始硬件数据帧后需要进行应答。

本申请实施例提供的基于主从站的通信方法，若原始硬件数据帧为单播数据帧，接收以太网交换模块转发的以太网应答数据帧，对以太网应答数据帧进行解析，获取以太网应答数据帧的源地址，根据以太网应答数据帧的源地址，对预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系进行更新。通过本申请实施例可实现主站串行通信代理模块自主学习从站硬件地址和以太网地址之间的从站映射关系，无需在主站上对从站映射关系进行手动部署，简化了通信的工作量，避免了主站部署过程中出错。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，应用于上述图1所示的通信系统中的从站串行通信代理模块40，图6为本申请实施例提供的第四种基于主从站的通信方法的流程示意图，如图6所示，该方法包括：

S41：接收以太网交换模块根据解析的从站以太网地址转发的以太网数据帧。

具体的，从站串行通信代理模块与以太网交换模块通过以太网接口连接，以太网交换模块对以太网数据帧进行解析，获取以太网数据帧的目的地址字段携带的从站以太网地址，以根据从站以太网地址将以太网数据帧发送给对应的从站串行通信代理模块，其中，以太网数据帧为根据主站的原始硬件数据帧封装获取，以太网数据帧的源地址为主站以太网地址、目的地址为从站以太网地址；类型包括：广播数据帧和单播数据帧，从站以太网地址为广播以太网地址或单播以太网地址。

S42：对以太网数据帧进行解析，提取原始硬件数据帧。

具体的，原始硬件数据帧即为主站要发送给从站的数据帧，为了实现单播和广播，主站串行通信代理模块会对原始硬件数据帧进行封装，以将原始硬件数据帧封装为可以广播和单播的以太网数据帧，以太网交换模块根据以太网数据帧中的从站以太网地址以及数据帧的类型，将以太网数据帧发送给对应的从站串行通信代理模块，从站串行通信代理模块需要根据以太网数据帧的格式，对以太网数据帧进行解析，提取出以太网数据帧的数据帧字段封装的原始硬件数据帧。

在一种可选实施方式中，从站串行通信代理模块还对以太网数据帧进行解析，提取并保存主站以太网地址。

具体的，从站串行通信代理模块在对以太网数据帧进行解析时，处理从以太网数据帧的数据帧字段提取原始硬件数据帧外，还需要从以太网数据帧的源地址字段提取并保存主站以太网地址，保存该主站以太网地址的目的在于从站发送应答数据帧时，从站串行通信代理模块可以确定将应答数据帧发送给哪个主站连接的主站串行通信代理模块，以通过从站串行通信代理模块实现单播应答。

S43：将原始硬件数据帧发送至连接的从站。

一般地，主站与从站之间直接通信连接，主站发送的单播数据帧会直接发送给与主站建立连接的所有从站，以广播的形式实现单播通信，导致系统带宽资源的浪费。而本申请实施例中，由以太网交换模块将以太网数据帧发送给指定的从站串行通信代理模块，而每个从站串行通信代理模块具有唯一对应的从站，因此，若以太网交换模块将以太网数据帧发送给多个从站串行通信代理模块，则多个串行通信代理模块将提取的原始硬件数据帧发送给多个唯一对应的从站，若以太网交换模块将以太网数据帧发送给一个从站串行通信代理模块，则该串行通信代理模块将提取的原始硬件数据帧发送给一个唯一对应的从站，以实现主站和从站之间的广播通信或单播通信。

本申请实施例提供的基于主从站的通信方法，应用于从站串行通信代理模块，接收以太网交换模块根据解析的从站以太网地址以及对应的类型转发的以太网数据帧，其中，以太网数据帧为根据主站的原始硬件数据帧封装获取，以太网数据帧的源地址为主站以太网地址、目的地址为从站以太网地址；类型包括：广播数据帧、已知目的单播数据帧、未知目的单播数据帧；对以太网数据帧进行解析，提取原始硬件数据帧；将原始硬件数据帧发送至连接的从站。本申请实施例提供的基于主从站的通信方法，通过从站串行通信代理模块接收并解析以太网数据帧，以将提取的原始硬件数据帧发送给从站，实现主从站的广播通信和单播通信，无需对从站进行手动部署，简化了通信的工作量，避免了从站通信地址部署过程中出错。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，图7为本申请实施例提供的第五种基于主从站的通信方法的流程示意图，如图7所示，若原始硬件数据帧的类型为单播数据帧，该方法还包括：

S44：接收从站发送的应答数据帧。

具体的，如前文所述，根据广播协议规定，广播数据帧只需要发送给所有从站即可，无需从站对此进行应答，针对未知目的单播数据帧，虽然对应的以太网数据帧的目的地址为广播以太网地址，但是从站仍然可以在从站串行通信代理模块提取的原始硬件数据帧中确定该原始硬件数据帧为单播数据帧，因此，从站对接收的原始硬件数据帧进行解析，确定原始硬件数据帧的地址字段不是广播地址，则从站针对原始硬件数据帧进行应答，向从站串行通信代理模块发送应答数据帧。

S45：对应答数据帧进行封装，得到以太网应答数据帧。

具体的，从站串行通信代理模块将应答数据帧封装为以太网应答数据帧，以太网应答数据帧的格式与以太网数据帧的格式相同，以太网应答数据帧的源地址为对应的从站以太网地址，以太网应答数据帧的目的地址为主站以太网地址。其中，从站以太网地址为对应答数据帧进行封装的从站串行通信代理模块的以太网地址，主站以太网地址为从站串行通信代理模块从以太网数据帧中提取并保存的源地址字段携带的地址。

S46：将以太网应答数据帧发送至以太网交换模块。

具体的，从站串行通信代理模块将封装的以太网应答数据帧发送至以太网交换模块，以使得以太网交换模块根据目的地址字段存储的主站以太网地址，在主站映射关系中查找主站以太网地址对应的以太网接口，通过该以太网接口将以太网应答数据帧发送给对应的主站串行通信代理模块，由主站串行通信代理模块发送给主站。

本申请实施例提供的基于主从站的通信方法，若原始硬件数据帧的类型为单播数据帧，接收从站发送的应答数据帧，对应答数据帧进行封装，得到以太网应答数据帧，将以太网应答数据帧发送至以太网交换模块。本申请实施例通过在识别原始硬件数据帧为单播数据帧的情况下进行应答，实现主站和从站之间准确的单播通信，避免在通信过程中向所有从站发送数据帧导致所有从站应答造成的带宽资源浪费。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，图8为本申请实施例提供的一种基于主从站的广播通信方法的交互示意图，如图8所示，主站10向主站串行通信代理模块20发送原始硬件数据帧，主站串行通信代理模块20解析原始硬件数据帧中的从站硬件地址为0，将原始硬件数据封装为目的地址为广播以太网地址的以太网数据帧，并将以太网数据帧发送给以太网交换模块30，以太网交换模块30确定以太网数据帧的目的地址为广播以太网地址，将以太网数据帧发送给与以太网交换模块30连接的所有从站串行通信代理模块40，从站串行通信代理模块40从以太网数据帧中保存源地址字段的主站串行通信代理模块20的主站以太网地址，并提取原始硬件数据帧发送给从站50。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，图9为本申请实施例提供的一种基于主从站的未知目的单播通信方法的交互示意图，如图9所示，主站10向主站串行通信代理模块20发送原始硬件数据帧，主站串行通信代理模块20解析原始硬件数据帧中的从站硬件地址不为0，但从站映射关系中没有与从站硬件地址对应的从站以太网地址，将原始硬件数据帧封装为目的地址为广播以太网地址的以太网数据帧，后续的以太网数据帧发送过程与广播通信方法相同，在此不做赘述，不同之处在于，以太网交换模块30接收到以太网数据帧后，保存以太网数据帧的源地址字段携带的主站串行通信代理模块20的主站以太网地址与以太网接口的主站映射关系，从站50接收到原始硬件数据帧后，从原始硬件数据帧的地址字段确定该原始硬件数据帧为单播数据帧，则接收到该原始硬件数据帧的从站50发送应答数据帧至从站串行通信代理模块，从站串行通信代理模块40根据保存的主站以太网地址，将应答数据帧封装为以太网应答数据帧发送给以太网交换模块30，以太网交换模块30根据主站以太网地址，从主站映射关系中确定对应的以太网接口，将以太网应答数据帧发送给对应以太网接口的主站串行通信代理模块20，主站串行通信代理模块20根据以太网应答数据帧的源地址字段携带的从站以太网地址，以及应答数据帧中地址字段携带的从站硬件地址，对从站以太网地址和从站硬件地址的从站映射关系进行更新，并将提取的应答数据帧发送给主站10。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信方法，图10为本申请实施例提供的一种基于主从站的已知目的单播通信方法的交互示意图，如图10所示，已知目的单播通信方法与未知单播通信方法的不同之处在于，主站串行通信代理模块20解析原始硬件数据帧中的从站硬件地址不为0，从站映射关系中具有与从站硬件地址对应的从站以太网地址，将原始硬件数据帧封装为目的地址为对应的从站以太网地址的以太网数据帧，后续的以太网数据帧只发送给从站以太网地址对应的从站串行通信代理模块40，其余过程均与未知目的单播通信方法相同，在此不做赘述。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信装置，应用于通信系统中的主站串行通信代理模块，图11为本申请实施例提供的第一种基于主从站的通信装置的结构示意图，如图11所示，该装置包括：

数据帧封装模块100，用于对主站不同类型的原始硬件数据帧进行封装，得到以太网数据帧，以太网数据帧的源地址为主站以太网地址、目的地址为从站以太网地址，其中，类型包括：广播数据帧和单播数据帧，从站以太网地址为广播以太网地址或单播以太网地址；

以太网数据帧发送模块200，用于将以太网数据帧发送至以太网交换模块，以使得以太网交换模块对根据从站以太网地址，将以太网数据帧发送给对应的从站串行通信代理模块。

可选的，数据帧封装模块100具体用于根据原始硬件数据帧以及预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系，将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为从站以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。

可选的，数据帧封装模块100，包括：

数据帧解析单元，用于对原始硬件数据帧进行解析，获取原始硬件数据帧的类型；

广播数据帧封装单元，用于若原始硬件数据帧为广播数据帧，则将原始硬件数据帧的从站硬件地址转换为广播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。

可选的，数据帧封装模块100，包括：

数据帧解析单元，用于对原始硬件数据帧进行解析，获取原始硬件数据帧的类型；

匹配单元，用于若原始硬件数据帧为单播数据帧，根据原始硬件数据帧以及预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系，匹配单播数据帧中从站硬件地址对应的以太网地址；

第一封装单元，用于若匹配到，则将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为匹配到的单播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧；

第二封装单元，用于若未匹配到，则将原始硬件数据帧携带的从站硬件地址转换为广播以太网地址，并封装获取对应的以太网数据帧。

可选的，若原始硬件数据帧为单播数据帧，该装置还包括：

应答数据帧接收模块，用于接收以太网交换模块转发的以太网应答数据帧，其中，以太网应答数据帧的源地址为对应的从站以太网地址，以太网应答数据帧的目的地址为主站以太网地址；

应答数据帧解析模块，用于对以太网应答数据帧进行解析，获取以太网应答数据帧的源地址；

映射关系更新模块，用于根据以太网应答数据帧的源地址，对预先存储的从站硬件地址与以太网地址之间的从站映射关系进行更新。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种基于主从站的通信装置，应用于通信系统中的从站串行通信代理模块，图12为本申请实施例提供的第二种基于主从站的通信装置的结构示意图，如图12所示，该装置包括：

以太网数据帧接收模块300，用于接收以太网交换模块根据解析的从站以太网地址转发的以太网数据帧，其中，以太网数据帧为根据主站不同类型的原始硬件数据帧封装获取，以太网数据帧的源地址为主站以太网地址、目的地址为从站以太网地址；类型包括：广播数据帧和单播数据帧，从站以太网地址为广播以太网地址或单播以太网地址；

数据帧解析提取模块400，用于对以太网数据帧进行解析，提取原始硬件数据帧；

硬件数据帧发送模块500，用于将原始硬件数据帧发送至连接的从站。

可选的，数据帧解析提取模块400还用于对以太网数据帧进行解析，提取并保存主站以太网地址。

可选的，若原始硬件数据帧的类型为单播数据帧，硬件数据帧发送模块500之后，该装置还包括：

应答数据帧接收模块，用于接收从站发送的应答数据帧；

应答数据帧封装模块，用于对应答数据帧进行封装，得到以太网应答数据帧，其中，以太网应答数据帧的源地址为对应的从站以太网地址，以太网应答数据帧的目的地址为主站以太网地址；

应发数据帧发送模块，用于将以太网应答数据帧发送至以太网交换模块。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC），或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统（system-on-a-chip，简称SOC）的形式实现。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种主站串行通信代理模块，图13为本申请实施例提供的主站串行通信代理模块的结构示意图，如图13所示，主站串行通信代理模块20包括：处理器21、存储介质22和总线，存储介质22存储有处理器21可执行的程序指令，当主站串行通信代理模块20运行时，处理器21与存储介质22之间通过总线通信，处理器21执行程序指令，以执行上述应用于主站串行通信代理模块的方法实施例，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选的，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行如上述应用于主站串行通信代理模块的方法实施例，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种从站串行通信代理模块，图14为本申请实施例提供的从站串行通信代理模块的结构示意图，如图14所示，从站串行通信代理模块40包括：处理器41、存储介质42和总线，存储介质42存储有处理器41可执行的程序指令，当从站串行通信代理模块40运行时，处理器41与存储介质42之间通过总线通信，处理器41执行程序指令，以执行上述应用于以太网交换模块的方法实施例，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选的，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行如上述应用于以太网交换模块的方法实施例，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（英文：processor）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文：Read-Only Memory，简称：ROM）、随机存取存储器（英文：Random Access Memory，简称：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。